Régulations biologiques et biologie intégrative_2020-21

Description du contenu de l'enseignement Objectifs: Les défis du développement durable impliquent que le chercheur en agronomie et agroécologie intègre et utilise le plus efficacement possible les régulations biologiques sein d'une population végétale pour sécuriser la production agricole en quantité et en qualité tout en respectant l'environnement. Il doit pour cela participer à l'élaboration des connaissances et des méthodes nécessaires. Si la connaissance des mécanismes moléculaires et physiologiques sous-jacents aux réponses des plantes à l'environnement a considérablement progressé, l'intégration de ces processus à des échelles plus vastes bénéficie également des progrès dans les sciences informatiques. L'enjeu actuel majeur réside dans l'intégration de ces nouvelles connaissances à l'échelle des communautés végétales afin que les besoins en intrants externes soient couverts principalement par la gestion des interactions biotiques et abiotiques, c'est-à-dire le fonctionnement interne de l'agroécosystème. Basé sur l'analyse de différentes représentations de la plante et du peuplement végétal, et mobilisant les disciplines allant de la physiologie cellulaire à l'écologie fonctionnelle, ce module revisite l'écophysiologie afin que les étudiants soient à même de : 1-identifier les processus clés allant de la perception de signaux à la réponse de la population de plantes à son environnement, à des échelles d'espace (de la cellule à la population) et de temps pertinentes (du jour à l'année) pour les étudier 2-construire et utiliser des cadres pour analyser ces processus et établir des priorités parmi la diversité des traits impliqués dans les phénomènes de compétition, de facilitation et d'adaptation aux contraintes environnementales 3- analyser les formalismes de différents modèles ainsi que leur aptitude à répondre à une question de recherche finalisée Contenu: Le module comporte deux parties complémentaires : 1 -Analyse des interactions multiples dans la plante et entre plantes avec un environnement physique, chimique et biologique variable (6DJ): vers une typologie des facteurs et conditions environnementales, des réponses adaptatives de la plante et des couverts et des interactions population x environnement (sol x climat x pratiques) dans un objectif d'extrapolation à d'autres situations. -De la réception d'un signal environnemental à son effet (contraintes physiques, chimiques ou biologiques) -Réponses au stress de la cellule au couvert : analyse de stress biotiques et abiotiques (lumière, température, phosphore, insectes etc…) -Réponse intégrée des plantes et peuplements à un ou plusieurs stress: processus intégratifs tels que la sénescence, recyclage des nutriments… 2 -Modélisation des interactions pour divers objectifs de recherche(6DJ): intérêts et limites de différents modèles écophysiologiques pour aboutir aux intérêts et limites des traits fonctionnels dans la modélisation des agroécosystèmes -Construction et utilisation d'indicateurs de fonctionnement des plantes pour décorréler les impacts en cas de multi stress -Comparaison de modèles physiologique, biophysiques, écophysiologique et écologiques (dont FSPM Functional-Structural Plant Modelling) pour analyser et prédire les processus de compétition et facilitation au sein d'un peuplement végétal -Elaboration de protocoles de simulation + Visite(s): Phénotypage haut débit de traits et modélisation multispécifiques.